Dynamik elektromechanischer Systeme

Inhalt

Die Vorlesung führt in die Modellierung und Analyse der Dynamik elektromechanischer Systeme ein.

Dabei werden zunächst Variationsprinzipien behandelt, um die Bewegungsgleichungen für mechanische, elektrische oder magnetische Systeme mit konzentrierten Parametern herzuleiten. Es werden die zugrundeliegenden Annahmen eingeführt, begründet und deren Gültigkeit diskutiert. Darauf aufbauend wird gezeigt, wie die Systemgleichungen für gekoppelte mechanische-elektrische-magnetische Systeme aus einem Variationsprinzip hergeleitet werden können. Dies wird an einigen einfachen und dennoch wichtigen mechatronischen Beispielsystemen demonstriert: Drehkondensator, Kondensatormikrofon, kontaktlose magnetische Aufhängung (Levitation), Magnetstößel, magnetisch angekoppelte bewegliche Spule, elementarer Wechselstromgenerator.

Zur Analyse der Dynamik dieser gekoppelten Systeme werden elementare Methoden zur Berechnung und Untersuchung von Ruhelagen und Grenzzyklen eingeführt und angewendet.

Lernziele

Die Studierenden können

  • das dynamische Verhalten elektromechanischer Systeme einheitlich mathematisch beschreiben;
  • die Interaktionen zwischen mechanischen und elektromagnetischen Teilsystemen analysieren;
  • die wesentlichen Rückwirkungen zwischen den Teilsystemen erkennen und deren Auswirkungen berechnen;
  • die elementaren Methoden der nichtlinearen Dynamik zur Analyse gekoppelter Systeme anwenden;
  • die häufigsten nichtlinearen Effekte in den gekoppelten elektromechanischen Systemen erkennen und sie mithilfe entsprechender Simulationstools analysieren.

Prüfung

Die Prüfung findet in Form einer schriftlichen Klausur statt. Die aktuelle Prüfungsankündigung finden Sie hier.